WO2018220036A1 - Elektronische komponente und verfahren zur herstellung einer elektronischen komponente - Google Patents

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WO2018220036A1
WO2018220036A1 PCT/EP2018/064223 EP2018064223W WO2018220036A1 WO 2018220036 A1 WO2018220036 A1 WO 2018220036A1 EP 2018064223 W EP2018064223 W EP 2018064223W WO 2018220036 A1 WO2018220036 A1 WO 2018220036A1
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electronic component
contact
circuit carrier
component
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PCT/EP2018/064223
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Helmut Karrer
Peter Volkert
Michael TAUFER
Konrad Härder
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an electronic component according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing such an electronic component.
  • Electronic components that are used for example as transmission ⁇ control devices in vehicles are well known.
  • the electronic component übli ⁇ chzel arranged on a circuit board, electronic components that form a circuit arrangement.
  • the electronic components are electrically connected, for example via stamped grid with sensors and / or actuators and / or with connectors.
  • one or both outer layers of the printed circuit board is or will be equipped with electronic components. This is done for example by means of soldering. Furthermore, it is known to embed electronic components in the circuit board. To protect against external influences and aging processes, the electronic components and / or the connection points, for. B. the Lotstellen be protected by means of certain painting and / or Verguss processes.
  • the invention has for its object to provide an improved over the prior art electronic component and an improved method.
  • the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1 solved.
  • the object is achieved erfin ⁇ tion according to the features specified in claim 14.
  • the electronic component according to the invention comprises at least one circuit carrier, which is equipped with a number of mechanical and / or electronic components and at least one contact opening for forming a mechanical and / or electrical contacting point, each having a Kontak ⁇ telement of a respective component.
  • the at least one component is arranged spaced from the circuit carrier comprises at least one electrically conductive housing and at least one addition, projecting from the housing electrical Kon ⁇ clock-element, which is insulated towards the housing and is connected at least cohesively with the contact opening of the circuit carrier.
  • at least one sealing element is arranged in the region of the contacting point, in particular of the contact element and the contact opening, between the circuit carrier and the housing of the component.
  • the circuit carrier has two surface sides, each of which can be equipped with at least one electronic component.
  • an electronic component can be arranged on one of the two surface sides, for example on a lower surface side, while the other surface side, for example the upper surface side, is arranged and fastened in a construction space of the vehicle.
  • the sealing element is the contact point, in particular a solder joint, sealed in the material-locking, in particular ⁇ special thermal bonding method.
  • the electrically conductive housing can be arranged at a predetermined distance from the circuit carrier.
  • the contact element and the contact opening can be connected to one another by means of a thermal connection method, such as, for example, a welded connection or solder connection.
  • a thermal connection method such as, for example, a welded connection or solder connection.
  • the contacting point can be produced by means of the solder connection.
  • a possible embodiment of the electronic component provides that the circuit formed in the carrier contact ⁇ opening is a via and is formed as a pad.
  • the contact opening may comprise a number of pads, both surface sides of the
  • Circuit carrier are provided in the region of the contact opening, each with a pad. As a result, an easily produced mechanical fastening and electrical contacting of the contact element with the circuit carrier is possible.
  • a further embodiment of the electronic component provides that the contact element is partially or completely surrounded by the sealing element.
  • the log ⁇ processing element to the lower surface side of the circuitry carrier is arranged and has a contact area with the contact element of the component.
  • the sealing element is arranged in each case at a distance from the circuit carrier and / or to the housing of the component. If the sealing element is arranged at a distance, for example, to the circuit carrier, in particular to the lower surface side, the soldering material can spread to the sealing element. As a result, for example, a comparatively larger solder ⁇ connection can be achieved.
  • spaced sealing element for example, a reduction or even avoiding a temperature influence or -transference to the component he allows ⁇ .
  • the sealing element has contacting regions both with the circuit carrier and with the contact element and with the housing of the component. That between the Circuit carrier and the component arranged sealing element can be used for example as a spacer.
  • the sealing element is designed as an O-ring.
  • Such a sealing element is largely inexpensive to produce or einêtbar and used in a simple manner. Furthermore, a simple interchangeability, disassembly and assembly of the sealing element is possible.
  • the sealing element is at least partially formed from plastic.
  • the sealing element can be produced for example by means of a primary molding process.
  • the sealing element can be produced by means of an injection molding process.
  • the sealing ⁇ element to the electrical contact element in particular on its dimensions and / or shape, and adaptable to a design of the circuit substrate and / or the component housing.
  • a further embodiment of the electronic component provides that a housing wall of the housing directed in the direction of the circuit carrier comprises a through opening which electrically isolates the contact element and for the passage of the contact element.
  • the passage opening is provided with an electrical insulation element, through which the contact element is feasible.
  • the electrical contact element is substantially isolated from the electrically conductive housing.
  • the housing is formed of metal.
  • the electrical insulation element is, for example, an insulator arranged at the passage opening and connected to it in a material, force and / or form-fitting manner.
  • the insulation element is designed as a glass feedthrough or plastic feedthrough.
  • the passage opening can be coated with an electrically insulating material.
  • the electrical contact element is formed as a con ⁇ clock pin, in particular contact pin and / or pin, is formed.
  • a number of contact openings for the mechanical and / or electrical contacting of a contact element of a respective mechanical and / or electronic component are provided in a circuit carrier.
  • Circuit carrier is equipped with the number of mechanical and / or electronic components, wherein at least one of the components is arranged spaced from the circuit substrate, at least one electrically conductive housing comprises, and at least one outwardly guided through the housing and insulated to the housing electrical contact element comprises which is provided in the region of a contacting point with the contact opening formed in the circuit carrier with at least one sealing element, so that the sealing element between the circuit carrier and the housing of the
  • Component is arranged, and guided in the contact opening and is connected to this at least cohesively.
  • a possible embodiment of the method provides that the electrical contact element is soldered in and on the contact opening formed in the circuit carrier.
  • the electrical contact element is soldered in and on the contact opening formed in the circuit carrier.
  • a stable and simple connection between the electronic component and the circuit carrier can be achieved.
  • the contacting point is sealed by means of the sealing element to the housing.
  • the solder joint is sealed, so that the solder material is not in the isolated area of the housing comes into contact. In this case, an electrical short circuit is prevented during the connection process.
  • FIG. 1 schematically shows a sectional view of a side view of an electronic component
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a side view of an electronic component connected to a circuit carrier
  • Circuit carrier connected electronic component according to Figure 2 and Figure 4 and 5 schematically further embodiments of the connected to the circuit carrier electronic component according to Figure 2.
  • Figure 1 shows a sectional view of an electronic component E, for example, a transmission or engine control ⁇ device for a vehicle not shown in detail.
  • the elekt ⁇ tronic component E is thus carried out in particular as an elec- romechanische component.
  • the electronic component E can also comprise or represent any other electronic circuit arrangement.
  • the electronic component E comprises a Heidelbergungsträ ⁇ ger 1, which is equipped with a number of mechanical and / or electronic components 2 to 4.
  • the electronic components 2 to 4 for power supply and signal line, for example, control signals or measurement signals to or from the electronic or elektrome- electrically connected to sensors and / or actuators and / or with connection plugs.
  • the circuit carrier 1 is designed, for example, as a printed circuit board or as a substrate and serves for the mechanical fastening and electrical connection of the electronic components 2 to 4.
  • the circuit carrier 1 is formed from electrically insulating, fiber-reinforced plastic or from ceramic.
  • the circuit carrier 1 may be formed in one or more layers depending on the use. In this case, the circuit carrier 1 may be formed mechanically rigid or flexible.
  • the circuit carrier 1 has two surface sides 1.1, 1.2, which in each case can be equipped with at least one electronic component 2 to 4.
  • an electronic component 4 is arranged, while the other of the two surface sides 1.1, 1.2, Example ⁇ , the upper surface side of 1.1, the in a space is only one of the two surface sides 1.1, 1.2, for example, only on the lower surface side 1.2, Vehicle is arranged and fixed.
  • Figure 2 shows an embodiment of the lower
  • the circuit carrier 1 has a contact opening 1.3.
  • the contact opening 1.3 is formed as a via.
  • the circuit carrier 1 comprises a plurality of contact openings 1.3 and, for example, line openings, such as conductor tracks.
  • the contact opening 1.3 comprises in particular a, for example, the contact opening 1.3 circumferential Lötauge 1.4.
  • a via opening is provided with a copper ring.
  • the electronic component 4 comprises an electrically conductive housing 4.1.
  • the housing 4.1 for example, at least partially formed of metal and is, for example, for housing a number of not shown in detail electrical and / or electronic components, such as sensor elements, electrical lines, lighting elements, provided.
  • the housing 4.1 is designed to accommodate a number of electrical lines and in particular electrical contact elements 4.2.
  • an electrical contact element 4.2 is shown which protrudes from the housing toward ⁇ 4.1 and is isolated towards the housing 4.1.
  • the electrical contact element is 4.2 clock pin as an electrical con-, All forms contact pin, solder pin and / or terminal pin ⁇ .
  • the electrical contact element 4.2 is guided through a passage opening 4.1.2 formed in a housing wall 4.1.1 and arranged projecting from the housing wall 4.1.1 in the direction of the circuit substrate 1.
  • the housing 4.1 in particular the housing 4.1.1, is directed in the direction of the circuit substrate 1 and spaced from the circuit substrate 1.
  • the passage opening 4.1.2 is designed to be electrically insulating.
  • the passage opening 4.1.2 is provided for example with an electrical insulation element 4.1.3.
  • the electrical insulation element is cohesively 4.1.3, at ⁇ play by means of a welded or adhesive connection, with 4.1.2 be formed with a formed of electrically insulating material surrounding ring element.
  • the electrical insulation element 4.1.3 is at least partially formed of glass, plastic and / or another electrically non-conductive material.
  • the electrical contact element 4.2 is connected to the contact opening 1.3 of the circuit substrate 1 at least cohesively.
  • the contact hole forms a 1.3 elekt ⁇ generic and / or mechanical contact-KS to Be ⁇ attachment of the electronic component 4, in particular the electrical contact element 4.2.
  • the contacting KS is by means of a solder joint LV forth ⁇ adjustable, wherein the electrical contact element 4.2 is fixed in and at the contact opening 1.3 by means of the solder joint LV.
  • the circuit carrier 1 comprises the contact opening 1.3 to
  • the contact element 4.2 is guided through the contact opening 1.3 and arranged protruding from the surface side 1.1 of the circuit substrate 1.
  • the contact opening 1.3 has a larger dimension, in particular a larger diameter, than the electrical contact element 4.2.
  • the contacting point KS is provided within and on the surface side 1.1 for carrying out a thermal connection method, in particular thermal joining, with a soldering material LM.
  • the housing 4.1 of the component 4 is electrically conductive. Telements 4.2, the passage opening 4.1.2 the Isolati ⁇ onselement 4.1.3 on.
  • the fürgangsöff ⁇ voltage is provided with the formed for example as a glass feedthrough insulation element 4.1.3 4.1.2, for example by means of a fabric, non-positive and / or positive Ver ⁇ bond.
  • the housing 4.1 itself is formed of electrically conductive metal.
  • the formed in the circuit substrate 1 contact opening 1.3 is formed as a via and includes for the ⁇ education of the contacting KS by means of Lötverbin ⁇ tion LV the pad 1.4.
  • a sealing element 5 is arranged in the region of the contacting point KS between the circuit carrier 1 and the housing 4.1, in particular the housing wall 4.1.1, of the component 4.
  • the contacting point KS, in particular a soldering point, of the contact element 4.2 is sealed with the contact opening 1.3, so that, for example, the soldering material LM, in particular soldering tin, does not come into contact with the insulation element 4.1.3 of the component 4. This prevents a bridging of the electrical insulation element 4.1.3 due to the application of the soldering material LM.
  • the sealing element 5 is placed on a protruding from the housing 4.1 section 4.2.1 of Maisele ⁇ ment 4.2.
  • the contact element 4.2 can be provided with the sealing element 5, for example by means of a coatable coating.
  • the sealing member 5 seals in particular the PLEASE CONTACT ⁇ development agency KS, ie the contact opening 1.3 and the Kontak ⁇ ment tele 4.2 completely. In this case, the sealing element 5 a plurality of contacting areas Kl to K3 both with the
  • the sealing member 5 is formed, for example, as an O-ring. Furthermore, the sealing element 5 may be formed at least partially from plastic or from another electrically non-conductive material. In particular, a shape of the sealing element 5 can be adapted to a shape of the contact element 4.2. In this case, the contact member 4.2 and the like ⁇ tung element 5 are at least fixed to each other by means of a positive connection.
  • sealing element 5 may be provided as a spacer between the circuit substrate 1 and the housing 4.1 of the electronic component 4.
  • FIGS. 4 and 5 each show a further exemplary embodiment of the electronic component 4 connected to the circuit carrier 1.
  • the sealing element 5 in each case has the contacting region K 2 with the contact element 4.2. Furthermore, the sealing element 5 is arranged in each case at a distance from the lower surface side 1.2 and from the housing 4.1 of the component 4. In a representation not shown in more detail, the sealing element 5 may be arranged spaced apart only from the circuit carrier 1 or the component 4.
  • the electrical contact element 4.2 of the component 4 is connected to the contact opening 1.3 of the circuit substrate 1 cohesively.
  • the contact opening 1.3 comprises, for example, the contact opening 1.3 circumferential soldering eye 1.4. provided the lower surface side 1.2 of the circuit substrate 1, each with a pad 1.4 in the region of the contact opening 1.3.
  • the contact opening 1.3 as
  • the contact opening 1.3 is covered with a copper sleeve.
  • a contact point KS with the contact element 4.2 by means of the solder joint LV can be formed.
  • the sealing element 5 is arranged, for example, to the circuit substrate 1, in particular to the lower surface side 1.2, be ⁇ spaced, the soldering material LM can spread to the sealing element 5. As a result, for example, a comparatively larger solder joint LV can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente (E), umfassend zumindest einen Schaltungsträger (1), der mit einer Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen (2bis4) bestückt ist und - zumindest eine Kontaktöffnung (1.3) zur Ausbildung einer mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierungsstelle (KS) mit zumindest eines der Bauteile(2bis4) aufweist, wobei zumindest eines der Bauteile(4) - zu dem Schaltungsträger (1) beabstandet ist, - zumindest ein elektrisch leitfähiges Gehäuse (4.1) und - zumindest ein aus dem Gehäuse (4.1) hinausragendes elektrisches Kontaktelement (4.2) umfasst, welches zum Gehäuse (4.1) hin isoliert ist und mit der Kontaktöffnung (1.3) des Schaltungsträgers (1) zumindest stoffschlüssig verbunden ist, wobei - im Bereich der Kontaktierungsstelle (KS), insbesondere zwischen dem Schaltungsträger (1) und dem Gehäuse (4) des Bauteils(4), wenigstens ein Dichtungselement (5) angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der elektronischen Komponente (E).

Description

Beschreibung
Elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente
Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente gemäß dem Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente.
Elektronische Komponenten, die beispielsweise als Getriebe¬ steuergeräte in Fahrzeugen eingesetzt werden, sind allgemein bekannt. Dabei umfasst die elektronische Komponente übli¬ cherweise auf einer Leiterplatte angeordnete, elektronische Bauteile, die eine Schaltungsanordnung bilden. Zur Spannungsversorgung sowie zur Signalleitung, z. B. von Steuersignalen oder Messsignalen zu oder von den elektronischen oder elektromechanischen Bauteilen, sind die elektronischen Bauteile beispielsweise über Stanzgitter elektrisch leitend mit Sensoren und/oder Aktoren und/oder mit Anschlusssteckern verbunden.
Zur Herstellung einer derartigen elektronischen Komponente wird oder werden insbesondere eine oder beide Außenlagen der Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen bestückt. Dies erfolgt beispielsweise mittels Löten. Des Weiteren ist bekannt, elektronische Bauteile in die Leiterplatte einzubetten. Zum Schutz vor äußeren Einflüssen und Alterungsprozessen können die elektronischen Bauteile und/oder die Verbindungsstellen, z. B. die Lotstellen, mittels bestimmter Lackier- und/oder Ver- gussprozesse geschützt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte elektronische Komponente und ein verbessertes Verfahren anzugeben.
Hinsichtlich der elektronischen Komponente wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfin¬ dungsgemäß mit den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße elektronische Komponente umfasst zumindest einen Schaltungsträger, der mit einer Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückt ist und zumindest eine Kontaktöffnung zur Ausbildung einer mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierungsstelle mit jeweils einem Kontak¬ telement eines jeweiligen Bauteils aufweist. Das zumindest eine Bauteil ist zu dem Schaltungsträger beabstandet angeordnet, umfasst zumindest ein elektrisch leitfähiges Gehäuse und zu- mindest ein aus dem Gehäuse hinausragendes elektrisches Kon¬ taktelement, welches zum Gehäuse hin isoliert ist und mit der Kontaktöffnung des Schaltungsträgers zumindest Stoffschlüssig verbunden ist. Weiterhin ist im Bereich der Kontaktierungsstelle, insbesondere des Kontaktelements und der Kontaktöffnung, zwischen dem Schaltungsträger und dem Gehäuse des Bauteils wenigstens ein Dichtungselement angeordnet.
Zum Beispiel weist der Schaltungsträger zwei Oberflächenseiten auf, die jeweils mit zumindest einem elektronischen Bauteil bestückbar sind. Dabei kann auf einer der beiden Oberflächenseiten, beispielsweise auf einer unteren Oberflächenseite, ein elektronisches Bauteil angeordnet sein, während die andere Oberflächenseite, beispielsweise die obere Oberflächenseite, in einem Bauraum des Fahrzeugs angeordnet und befestigt ist.
Mittels des Dichtungselements ist die Kontaktierungsstelle, insbesondere eine Lötstelle, beim stoffschlüssigen, insbe¬ sondere thermischen, Verbindungsverfahren abgedichtet. Zudem ist das elektrisch leitende Gehäuse in einem vorgegebenen Abstand von dem Schaltungsträger anordbar. Dadurch kann insbesondere ein unerwünschter elektrisch leitender Kontaktierungsbereich zwischen dem Gehäuse und dem Schaltungsträger in einfacher Weise Bereich der Kontaktöffnung und somit des elektrischen Kontaktelements vor beispielsweise zur stoffschlüssigen Verbindung des Kontaktelements mit der Kontaktöffnung beaufschlagter Wärme geschützt. Zudem ist der Bereich des aus dem Gehäuse hinaus- ragenden Kontaktelements vor äußeren Einflüssen geschützt und nach außen hin im Wesentlichen isoliert.
Beispielsweise sind das Kontaktelement und die Kontaktöffnung mittels eines thermischen Verbindungsverfahrens, wie zum Beispiel einer Schweißverbindung oder Lötverbindung, miteinander verbindbar. Insbesondere ist die Kontaktierungsstelle mittels der Lötverbindung herstellbar.
Ist nun das elektrische Kontaktelement in und an der Kon- taktöffnung mittels der Lötverbindung befestigt, ist mittels des Dichtungselements eine Verhinderung eines elektrischen Kurzschlusses während des Lötverbindungsverfahrens möglich. Ins¬ besondere wird eine Abdichtung der Kontaktierungsstelle, insbesondere der Lötstelle, erzielt und es wird dabei verhindert, dass zwischen dem elektrischen Kontaktelement und dem elektrisch leitfähigen Gehäuse ein elektrischer Kurzschluss entsteht. Das elektrische Kontaktelement ist zwar zum Gehäuse hin isoliert, jedoch kann es beim Löten zu einer Überbrückung des vom Kontaktelement elektrisch isolierten Gehäusebereichs mittels beispielsweise eines Lötmaterials, insbesondere Lötzinn, kommen .
Mittels des im Bereich der Kontaktöffnung und zwischen dem Schaltungsträger und dem Gehäuse angeordneten Dichtungselements wird insbesondere verhindert, dass das Lötzinn bis zum Gehäuse vordringen kann.
Des Weiteren ist zumindest eine mechanische Beanspruchung durch Erschütterungen, die beispielsweise während eines Fahrzeug- betriebs auftreten und auf die elektronische Komponente bzw. auf den Schaltungsträger und/oder dem Bauteil wirken, mittels des Dichtungselements weitestgehend verbessert. Eine mögliche Ausgestaltung der elektronischen Komponente sieht vor, dass die in dem Schaltungsträger ausgebildete Kontakt¬ öffnung eine Durchkontaktierung ist und als Lötauge ausgebildet ist. In einer Weiterbildung kann die Kontaktöffnung eine Anzahl von Lötaugen umfassen, wobei beide Oberflächenseiten des
Schaltungsträgers im Bereich der Kontaktöffnung mit jeweils einem Lötauge versehen sind. Dadurch ist eine einfach herstellbare mechanische Befestigung und elektrische Kontaktierung des Kontaktelements mit dem Schaltungsträger möglich.
Eine weitere Ausgestaltung der elektronischen Komponente sieht vor, dass das Kontaktelement von dem Dichtungselement teilweise oder vollständig umgeben ist. Insbesondere ist das Dich¬ tungselement an der unteren Oberflächenseite des Schaltungs- trägers angeordnet und weist einen Kontaktierungsbereich mit dem Kontaktelement des Bauteils auf. Somit ist eine unerwünschte Durchdringung von Lötmaterialien in vorgegebenen Verbindungsbereichen der Kontaktöffnung und des Kontaktelements vermeidbar .
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der elektronischen Komponente ist das Dichtungselement jeweils zum Schaltungsträger und/oder zum Gehäuse des Bauteils beabstandet angeordnet . Ist das Dichtungselement beispielsweise zum Schaltungsträger, insbe- sondere zu der unteren Oberflächenseite, beabstandet angeordnet, kann das Lötmaterial sich bis zum Dichtungselement ausbreiten. Dadurch ist beispielsweise eine vergleichsweise größere Löt¬ verbindung erzielbar. Mittels des von dem Bauteil, insbesondere dem Gehäuse des Bauteils, beabstandeten Dichtungselements ist beispielsweise eine Verringerung oder gar Vermeidung eines Temperatureinflusses oder -Übertragung auf das Bauteil er¬ möglicht .
In einer weiteren möglichen Ausführungsform der elektronischen Komponente weist das Dichtungselement Kontaktierungsbereiche sowohl mit dem Schaltungsträger als auch mit dem Kontaktelement und mit dem Gehäuse des Bauteils auf. Das zwischen dem Schaltungsträger und dem Bauteil angeordnete Dichtungselement ist beispielsweise als Abstandshalter einsetzbar.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der elektronischen Komponente ist das Dichtungselement als ein O-Ring ausgebildet. Ein solches Dichtungselement ist weitestgehend kostengünstig herstellbar oder einkaufbar und in einfacher Weise einsetzbar. Weiterhin ist eine einfache Austauschbarkeit, Demontage und Montage des Dichtungselements möglich.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung der elektronischen Komponente ist das Dichtungselement zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet. Des Weiteren kann das Dichtungselement beispielsweise mittels eines Urformverfahrens hergestellt werden. Zum Beispiel ist das Dichtungselement mittels eines Spritzgussverfahrens herstellbar. Dabei ist das Dichtungs¬ element an das elektrische Kontaktelement, insbesondere an dessen Abmessungen und/oder Form, und an eine Ausbildung des Schaltungsträgers und/oder des Bauteilgehäuses anpassbar.
Eine weitere Ausführungsform der elektronischen Komponente sieht vor, dass eine in Richtung des Schaltungsträgers gerichtete Gehäusewandung des Gehäuses eine das Kontaktelement elektrisch isolierende Durchgangsöffnung zur Durchführung des Kontakte- lements umfasst. Beispielsweise ist die Durchgangsöffnung mit einem elektrischen Isolationselement versehen, durch welches das Kontaktelement durchführbar ist. Dabei ist das elektrische Kontaktelement im Wesentlichen von dem elektrisch leitfähigen Gehäuse isoliert. Beispielsweise ist das Gehäuse aus Metall gebildet. Das elektrische Isolationselement ist beispielsweise ein an der Durchgangsöffnung angeordneter und mit dieser stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbundener Isolator. Insbesondere ist das Isolationselement als eine Glasdurchführung oder Kunststoffdurchführung ausgebildet. Beispielsweise kann die Durchgangsöffnung mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der elektronischen Komponente ist das elektrische Kontaktelement als ein Kon¬ taktstift, insbesondere Kontaktpin und/oder Anschlussstift, ausgebildet .
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente wird in einem Schaltungsträger eine Anzahl von Kontaktöffnungen zur mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierung jeweils eines Kontaktelements eines jeweiligen mechanischen und/oder elektronischen Bauteils versehen. Der
Schaltungsträger wird mit der Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückt, wobei zumindest eines der Bauteile zu dem Schaltungsträger beabstandet angeordnet wird, zumindest ein elektrisch leitfähiges Gehäuse umfasst, und zumindest ein durch das Gehäuse nach außen geführtes und zum Gehäuse hin isoliertes elektrisches Kontaktelement umfasst, welches im Bereich einer Kontaktierungsstelle mit der in dem Schaltungsträger ausgebildeten Kontaktöffnung mit wenigstens einem Dichtungselement versehen wird, so dass das Dichtungs- element zwischen dem Schaltungsträger und dem Gehäuse des
Bauteils angeordnet wird, und in die Kontaktöffnung geführt und mit dieser zumindest Stoffschlüssig verbunden wird. Mit diesem Verfahren ist eine Abdichtung des Verbindungsbereichs zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktöffnung insbesondere beim stoffschlüssigen, insbesondere thermischen, Verbinden des
Kontaktelements in und/oder an der Kontaktöffnung ermöglicht.
Eine mögliche Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das elektrische Kontaktelement in und an der in dem Schaltungsträger ausgebildeten Kontaktöffnung verlötet wird. Insbesondere ist eine stabile und einfache Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Schaltungsträger erzielbar.
In einer weiteren möglichen Ausbildung des Verfahrens wird die Kontaktierungsstelle mittels des Dichtungselements zum Gehäuse hin abgedichtet. Insbesondere wird beispielsweise die Lötstelle abgedichtet, so dass das Lötmaterial nicht im Bereich der isolierten Bereich des Gehäuses in Kontakt kommt. Dabei wird ein elektrischer Kurzschluss beim Verbindungsverfahren verhindert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Seiten- ansieht einer elektronischen Komponente,
Figur 2 schematisch eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht eines mit einem Schaltungsträger verbundenen elektronischen Bauteils,
Figur 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel des mit dem
Schaltungsträger verbundenen elektronischen Bauteils gemäß Figur 2 und Figur 4 und 5 schematisch weitere Ausführungsbeispiele des mit dem Schaltungsträger verbundenen elektronischen Bauteils gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer elektronischen Komponente E, beispielsweise ein Getriebe- oder Motorsteuer¬ gerät für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug. Die elekt¬ ronische Komponente E ist somit insbesondere als eine elekt- romechanische Komponente ausgeführt. Alternativ kann die elektronische Komponente E auch eine beliebige andere elekt- ronische Schaltungsanordnung umfassen oder darstellen.
Die elektronische Komponente E umfasst einen Schaltungsträ¬ ger 1, der mit einer Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen 2 bis 4 bestückt ist. Beispielsweise sind die elektronischen Bauteile 2 bis 4 zur Spannungsversorgung sowie zur Signalleitung, zum Beispiel von Steuersignalen oder Messsignalen zu oder von den elektronischen oder elektrome- elektrisch leitend mit Sensoren und/oder Aktoren und/oder mit Anschlusssteckern verbunden.
Der Schaltungsträger 1 ist beispielsweise als eine Leiterplatte oder als ein Substrat ausgebildet und dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung der elektronischen Bauteile 2 bis 4. Zum Beispiel ist der Schaltungsträger 1 aus elektrisch isolierendem, faserverstärktem Kunststoff oder aus Keramik gebildet. In einer Weiterbildung kann der Schal- tungsträger 1 je nach Verwendung einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Dabei kann der Schaltungsträger 1 mechanisch starr oder flexibel ausgebildet sein.
Weiterhin weist der Schaltungsträger 1 zwei Oberflächensei- ten 1.1, 1.2 auf, die j eweils mit zumindest einem elektronischen Bauteil 2 bis 4 bestückbar sind.
Alternativ ist nur auf einer der beiden Oberflächenseiten 1.1, 1.2, beispielsweise nur auf der unteren Oberflä- chenseite 1.2, ein elektronisches Bauteil 4 angeordnet, während die andere der beiden Oberflächenseiten 1.1, 1.2, beispiels¬ weise die obere Oberflächenseite 1.1, in einem Bauraum des Fahrzeugs angeordnet und befestigt ist. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des an der unteren
Oberflächenseite 1.2 angeordneten elektronischen Bauteils 4.
Zur Befestigung des Bauteils 4 an dem Schaltungsträger 1 und insbesondere zur elektrischen Verbindung des Bauteils 4 mit dem Schaltungsträger 1 und/oder mit einem Innen- und/oder Außenraum der elektronischen Komponente E weist der Schaltungsträger 1 eine Kontaktöffnung 1.3 auf. Dabei ist die Kontaktöffnung 1.3 als Durchkontaktierung ausgebildet. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung umfasst der Schaltungsträger 1 eine Mehrzahl von Kontaktöffnungen 1.3 und beispielsweise Leitungsöffnungen, wie Leiterbahnen. Die Kontaktöffnung 1.3 umfasst insbesondere ein beispielsweise die Kontaktöffnung 1.3 umlaufendes Lötauge 1.4. Beispielsweise ist eine Durchkontaktierungsöffnung mit einem Kupferring versehen .
Das elektronische Bauteil 4 umfasst ein elektrisch leitendes Gehäuse 4.1. Dabei ist das Gehäuse 4.1 beispielsweise zumindest teilweise aus Metall gebildet und ist beispielsweise zur Einhausung einer Anzahl von nicht näher gezeigten elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen, beispielsweise von Sensorelementen, elektrischen Leitungen, Leuchtelementen, vorgesehen. Des Weiteren ist das Gehäuse 4.1 zur Aufnahme einer Anzahl von elektrischen Leitungen und insbesondere elektrischen Kontaktelementen 4.2 ausgebildet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein elektrisches Kontaktelement 4.2 gezeigt, welches aus dem Gehäuse 4.1 hin¬ ausragt und zum Gehäuse 4.1 hin isoliert ist. Beispielsweise ist das elektrische Kontaktelement 4.2 als ein elektrischer Kon- taktstift, Kontaktpin, Lötpin und/oder Anschlussstift ausge¬ bildet .
Insbesondere ist das elektrische Kontaktelement 4.2 durch eine in einer Gehäusewandung 4.1.1 ausgebildete Durchgangsöff- nung 4.1.2 geführt und von der Gehäusewandung 4.1.1 in Richtung des Schaltungsträgers 1 abragend angeordnet. Das Gehäuse 4.1, insbesondere die Gehäusewandung 4.1.1, ist in Richtung des Schaltungsträgers 1 gerichtet und von dem Schaltungsträger 1 beabstandet angeordnet.
Zur isolierten Durchführung des elektrischen Kontaktelements 4.2 im Bereich der Durchgangsöffnung 4.1.2 ist die Durchgangsöffnung 4.1.2 elektrisch isolierend ausgebildet. Dabei ist die Durchgangsöffnung 4.1.2 beispielsweise mit einem elektrischen Isolationselement 4.1.3 versehen. Zum Beispiel ist das elektrische Isolationselement 4.1.3 Stoffschlüssig, bei¬ spielsweise mittels einer Schweiß- oder Klebverbindung, mit der gangsöffnung 4.1.2 mit einem aus elektrisch isolierendem Material gebildeten umgebenden Ringelement ausgebildet sein. Zum Beispiel ist das elektrische Isolationselement 4.1.3 zumindest teilweise aus Glas, Kunststoff und/oder aus einem anderen elektrisch nicht leitenden Material gebildet.
Zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Kontaktelements 4.2 und somit des Bauteils 4 mit dem Schaltungsträger 1 ist das elektrische Kontaktelement 4.2 mit der Kontaktöffnung 1.3 des Schaltungsträgers 1 zumindest Stoffschlüssig verbunden. Dabei bildet insbesondere die Kontaktöffnung 1.3 eine elekt¬ rische und/oder mechanische Kontaktierungsstelle KS zur Be¬ festigung des elektronischen Bauteils 4, insbesondere des elektrischen Kontaktelements 4.2. Beispielsweise ist die Kontaktierungsstelle KS mittels einer Lötverbindung LV her¬ stellbar, wobei das elektrische Kontaktelement 4.2 in und an der Kontaktöffnung 1.3 mittels der Lötverbindung LV befestigt ist.
Zur Verbesserung der elektrischen und mechanischen Verbindung und insbesondere zur Verhinderung eines entstehbaren
elektrischen Kurzschlusses beim Löten wird das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des mit dem Schaltungsträger 1 verbundenen elektronischen Bauteils 4 in Figur 3 vorgeschlagen. Der Schaltungsträger 1 umfasst die Kontaktöffnung 1.3 zur
Aufnahme und Durchführung des elektrischen Kontaktelements 4.2 des Bauteils 4. Zur Ausbildung der Kontaktierungsstelle KS wird das Kontaktelement 4.2 durch die Kontaktöffnung 1.3 geführt und von der Oberflächenseite 1.1 des Schaltungsträgers 1 abragend angeordnet. Dabei weist die Kontaktöffnung 1.3 eine größere Abmessung, insbesondere einen größeren Durchmesser, als das elektrische Kontaktelement 4.2 auf. Die Kontaktierungsstelle KS wird innerhalb und auf der Oberflächenseite 1.1 zur Ausführung eines thermischen Verbindungsverfahrens, insbesondere ther- mischen Fügens, mit einem Lötmaterial LM versehen.
Das Gehäuse 4.1 des Bauteils 4 ist elektrisch leitend ausge- telements 4.2 weist die Durchgangsöffnung 4.1.2 das Isolati¬ onselement 4.1.3 auf. Insbesondere ist die Durchgangsöff¬ nung 4.1.2 mit dem beispielsweise als Glasdurchführung ausgebildeten Isolationselement 4.1.3 versehen, beispielsweise mittels einer stoff-, kraft- und/oder formschlüssigen Ver¬ bindung. Dabei ist das Gehäuse 4.1 selbst aus elektrisch leitendem Metall gebildet.
Die in dem Schaltungsträger 1 ausgebildete Kontaktöffnung 1.3 ist als Durchkontaktierung ausgebildet und umfasst zur Aus¬ bildung der Kontaktierungsstelle KS mittels der Lötverbin¬ dung LV das Lötauge 1.4.
Damit beim Löten kein elektrischer Kurzschluss zwischen dem Kontaktelement 4.2 und dem Gehäuse 4.1 entsteht, ist im Bereich der Kontaktierungsstelle KS zwischen dem Schaltungsträger 1 und dem Gehäuse 4.1, insbesondere der Gehäusewandung 4.1.1, des Bauteils 4 ein Dichtungselement 5 angeordnet. Insbesondere wird die Kontaktierungsstelle KS, insbesondere eine Lötstelle, des Kontaktelements 4.2 mit der Kontaktöffnung 1.3 abgedichtet, so dass beispielsweise das Lötmaterial LM, insbesondere Lötzinn, nicht mit dem Isolationselement 4.1.3 des Bauteils 4 in Kontakt kommt. Dadurch wird eine Überbrückung des elektrischen Isolationselements 4.1.3 aufgrund des Auftrags des Lötmaterials LM verhindert.
Beispielsweise wird das Dichtungselement 5 auf einen aus dem Gehäuse 4.1 hinausragenden Abschnitt 4.2.1 des Kontaktele¬ ments 4.2 gesteckt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Kontaktelement 4.2 mit dem Dichtungselement 5 versehen werden, beispielsweise mittels einer auftragbaren Beschichtung . Das Dichtungselement 5 dichtet dabei insbesondere die Kontaktie¬ rungsstelle KS, d. h. die Kontaktöffnung 1.3 und das Kontak¬ telement 4.2 vollständig ab. Dabei kann das Dichtungselement 5 mehrere Kontaktierungsbereiche Kl bis K3 sowohl mit dem
Schaltungsträger 1 als auch mit dem Kontaktelement 4.2 und mit dem Gehäuse 4.1 des Bauteils 4 aufweisen. Wird das Kontaktelement 4.2 nur teilweise verlötet, ist das Kontaktelement 4.2 von dem Dichtungselement 5 zumindest teilweise im Bereich der Kontaktöffnung 1.3 umgeben. Das Dichtungselement 5 ist beispielsweise als ein O-Ring ausgebildet. Des Weiteren kann das Dichtungselement 5 zumindest teilweise aus Kunststoff oder aus einem anderen elektrisch nicht leitenden Material gebildet sein. Insbesondere ist eine Form des Dichtungselements 5 an eine Form des Kontaktelements 4.2 an- passbar. Dabei sind das Kontaktelement 4.2 und das Dich¬ tungselement 5 zumindest mittels einer Formschlussverbindung miteinander fest verbunden.
Darüber hinaus kann das Dichtungselement 5 als Abstandshalter zwischen dem Schaltungsträger 1 und dem Gehäuse 4.1 des elektronischen Bauteils 4 vorgesehen sein.
Figuren 4 und 5 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel des mit dem Schaltungsträger 1 verbundenen elektronischen Bauteils 4.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist das Dichtungselement 5 jeweils den Kontaktierungsbereich K2 mit dem Kontaktelement 4.2 auf. Des Weiteren ist das Dichtungselement 5 jeweils zu der unteren Oberflächenseite 1.2 und zum Gehäuse 4.1 des Bauteils 4 beabstandet angeordnet. In einer nicht näher gezeigten Darstellung kann das Dichtungselement 5 nur zum Schaltungsträger 1 oder zum Bauteil 4 beabstandet angeordnet sein .
Das elektrische Kontaktelement 4.2 des Bauteils 4 ist mit der Kontaktöffnung 1.3 des Schaltungsträgers 1 Stoffschlüssig verbunden . Zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere der Lötverbindung LV, umfasst die Kontaktöffnung 1.3 ein beispielsweise die Kontaktöffnung 1.3 umlaufendes Lötauge 1.4. die untere Oberflächenseite 1.2 des Schaltungsträgers 1 mit jeweils einem Lötauge 1.4 im Bereich der Kontaktöffnung 1.3 versehen. Beispielsweise ist die Kontaktöffnung 1.3 als
Durchkontaktierung ausgebildet, wobei die Kontaktöffnung 1.3 und die Oberflächenseiten 1.1, 1.2 eine Lötfläche bilden.
Beispielsweise ist die Kontaktöffnung 1.3 mit einer Kupferhülse belegt. Somit kann auf beiden Oberflächenseiten 1.1, 1.2 jeweils eine Kontaktierungsstelle KS mit dem Kontaktelement 4.2 mittels der Lötverbindung LV ausgebildet werden.
Ist das Dichtungselement 5 beispielsweise zum Schaltungsträ¬ ger 1, insbesondere zu der unteren Oberflächenseite 1.2, be¬ abstandet angeordnet, kann das Lötmaterial LM sich bis zum Dichtungselement 5 ausbreiten. Dadurch ist beispielsweise eine vergleichsweise größere Lötverbindung LV erzielbar.
Mittels des von dem Bauteil 4, insbesondere dem Gehäuse 4.1 des Bauteils 4, beabstandeten Dichtungselements 5 ist beispiels¬ weise eine Verringerung oder gar Vermeidung eines Tempera- tureinflusses oder -Übertragung auf das Bauteil 4, insbesondere im Bereich des Isolationselements 4.1.3, aufgrund der Löt¬ verbindung LV ermöglicht.
Bezugs zeichenliste
1 Schaltungsträger
1.1, 1.2 Oberflächenseite
1.3 Kontaktöffnung
1.4 Lötauge
2 bis 4 Bauteil
4.1 Gehäuse
4.1.1 Gehäusewandung
4.1.2 Durchgangsöffnung
4.1.3 Isolationselement
4.2 Kontaktelement
4.2.1 Abschnitt
5 Dichtungselement
E Elektronische Komponente
Kl bis K3 Kontaktierungsbereich
KS Kontaktierungsstelle
LM Lötmaterial
LV Lötverbindung

Claims

Patentansprüche
1. Elektronische Komponente (E) , umfassend
zumindest einen Schaltungsträger (1), der
- mit einer Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen (2 bis 4) bestückt ist und
- zumindest eine Kontaktöffnung (1.3) zur Ausbildung einer mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierungsstelle (KS) mit jeweils einem Kontaktelement (4.2) eines jeweiligen Bau- teils (2 bis 4) aufweist, wobei zumindest eines der Bauteile (4)
- zu dem Schaltungsträger (1) beabstandet ist,
- zumindest ein elektrisch leitfähiges Gehäuse (4.1) und
- zumindest ein aus dem Gehäuse (4.1) hinausragendes elekt¬ risches Kontaktelement (4.2) umfasst, welches zum Gehäuse (4.1) hin isoliert ist und mit der Kontaktöffnung (1.3) des Schal¬ tungsträgers (1) zumindest Stoffschlüssig verbunden ist, wobei
- im Bereich der Kontaktierungsstelle (KS) , insbesondere zwischen dem Schaltungsträger (1) und dem Gehäuse (4) des Bauteils (4), wenigstens ein Dichtungselement (5) angeordnet ist.
2. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktierungsstelle (KS) mittels einer Lötverbindung (LV) herstellbar ist.
3. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das elektrische Kontaktelement (4.2) in und/oder an der Kon¬ taktöffnung (1.3) mittels der Lötverbindung (LV) befestigt ist. 4. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in dem Schaltungsträger (1) ausgebildete Kontaktöffnung (1.3) eine Durchkontaktierung ist und eine Anzahl von Lötaugen (1.
4) umfasst.
5. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (4.2) von dem Dichtungs¬ element (5) zumindest teilweise umgeben ist.
6. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (5) einen Kontaktie- rungsbereich (K2) mit dem Kontaktelement (4.2) des Bauteils (4) aufweist .
7. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (5) jeweils zum Schal¬ tungsträger (1) und/oder zum Gehäuse (4.1) des Bauteils (4) beabstandet angeordnet ist.
8. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (5) Kontaktierungsbe- reiche (Kl bis K3) sowohl mit dem Kontaktelement (4.2) als auch mit dem Schaltungsträger (1) und/oder mit dem Gehäuse (4.1) des Bauteils (4) aufweist.
9. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (5) als ein O-Ring ausgebildet ist.
10. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (5) zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet ist.
11. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine in Richtung des Schaltungsträgers (1) gerichtete Gehäusewandung (4.1.1) des Gehäuses (4) eine das Kontaktelement (4.2) elektrisch isolierende Durchgangsöff¬ nung (4.1.2) zur Durchführung des Kontaktelements (4.2) um- fasst.
12. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchgangsöffnung (4.1.2) mit einem elektrischen Isolationselement (4.1.3) versehen ist, durch welches das Kontaktelement (4.2) durchführbar ist.
13. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden elektrischer Kontaktstift ausgebildet ist.
14. Verfahren zur Herstellung der elektronischen Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- in einem Schaltungsträger (1) eine Anzahl von Kontaktöffnungen (1.3) zur Ausbildung einer mechanischen und/oder elektrischen Kontaktierungsstelle (KS) mit jeweils einem Kontaktelement (4.2) eines jeweiligen Bauteils (2 bis 4) versehen wird, und
- der Schaltungsträger (1) mit der Anzahl von mechanischen und/oder elektronischen Bauteilen (2 bis 4) bestückt wird, wobei zumindest eines der Bauteile (4)
- zu dem Schaltungsträger (1) beabstandet angeordnet wird,
- zumindest ein elektrisch leitfähiges Gehäuse (4.1) umfasst, und
- zumindest ein durch das Gehäuse (4.1) nach außen geführtes und zum Gehäuse (4.1) hin isoliertes elektrisches Kontaktele¬ ment (4.2) umfasst, welches mit wenigstens einem Dichtungs¬ element (5) versehen wird, wobei
- das elektrische Kontaktelement (4.2) mit der Kontaktöff¬ nung (1.3) des Schaltungsträgers (1) zumindest Stoffschlüssig verbunden wird, und wobei
- das Dichtungselement (5) im Bereich der Kontaktierungs¬ stelle (KS), insbesondere zwischen dem Schaltungsträger (1) und dem Gehäuse (4.1) des Bauteils (4), angeordnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kontaktierungs¬ stelle (KS) mit einem Lötmaterial (LM) versehen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das elektrische Kontaktelement (4.2) in und/oder an der in dem Schaltungs¬ träger (1) ausgebildeten Kontaktöffnung (1.3) verlötet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Kontaktierungsstelle (KS) mittels des Dichtungselements (5) zum Gehäuse (4.1) hin abgedichtet wird.
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